虛擬現實技術在急診醫學教育的運用

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【摘要】目的探討虛擬現實技術在急診醫學教育中應用的可行性和教學效果。方法對徐州某高校急救與救援醫學專業48名本科生，在教學過程中隨機分為對照組（24人）和虛擬現實教學組（24人），對比分析兩組急診醫學專業課（創傷醫學、急救醫學和災害醫學）的成績，評價虛擬現實技術在急診醫學教育中的效果。結果對照組創傷醫學、急救醫學、災害醫學三門專業課成績分別為：（73.6±8.3）分、（76.2±9.5）分、（73.8±8.1）分；而虛擬現實教學組三門專業課成績分別為：（85.3±5.2）分、（87.4±6.2）分、（92.6±5.5）分，均高于對照組，差異有統計學意義。結論與傳統教學方法相比，虛擬現實技術在急診醫學教育中具有一定的優越性，是適應當前急診醫學教育人才培養的一種好的教育教學方法。

【關鍵詞】虛擬現實技術；急診醫學；本科教育；教育技術；探索；實踐虛擬現實

（virtualreality，VR）技術是近年來隨著計算機、信息網絡技術發展而新興的一門技術。該技術利用計算機及相關軟件，生成逼真的視、聽及觸覺一體化的三維虛擬世界[1-2]。用戶借助頭戴式立體顯示器、數據手套等輔助傳感設備，切身參與并探索仿真對象在所處環境中的作用與變化，產生沉浸感和帶入感。VR技術具有多感知性、存在感、交互性、自主性等優點，近年來被廣泛應用于醫學教育領域[3]。急診醫學是現代醫學教育的重要組成部分，如何建立完善的急診醫學生培養體系和提高急診醫學教育教學水平，如何培養高素質、復合型急診醫學專業技術人才，已是當今急診醫學教育的當務之急[4]。本文總結分析將虛擬現實技術應用于急診醫學本科生教育的教學效果，探索VR技術應用于急診醫學教育的可行性，以期為急診醫學教育提供一種好的教育技術方法。

1對象與方法

1.1研究對象。徐州某高校48名2014級急診醫學專業本科生，其中，對照組男生13人，女生11人，年齡范圍19～23歲之間，平均年齡（21.4±2.4）歲；VR教學組男生13人，女生11人，年齡范圍18～22歲之間，平均年齡（20.8±2.2）歲，兩組學生一般基本資料差異無統計學意義。1.2研究內容與方法。將48名本科生隨機分為兩組：對照組（傳統教學模式組，n＝24人）和VR教學組（n＝24人）。對照組采用借助多媒體等開展傳統理論和實踐教學的模式，而VR教學組則采用虛擬現實技術開展理論和實踐教學，學期末統計創傷醫學、急救醫學和災難醫學等急診醫學三門專業課的成績。1.3評價方法。兩組學生均按照課程表的進度要求，相同章節的授課老師確保為同一個人，按照教學大綱的要求展開教學。兩組學生的成績均采用形成性評價，將學生期末考試成績和平時成績納入考核范圍，同時包含理論考試成績和實踐技能考試成績。1.4統計學方法。用GraphPadPrism5統計軟件進行統計學分析，計量資料采用（x±s）表示，進行兩獨立樣本t檢驗；計數資料采用χ2檢驗。檢驗水準α＝0.05，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2研究結果

對照組學生創傷醫學、急救醫學和災害醫學的考試成績分別為：（73.6±8.3）分、（76.2±9.5）分、（73.8±8.1）分；而虛擬現實教學組的成績分別為：（85.3±5.2）分、（87.4±6.2）分、（92.6±5.5）分，均高于對照組，尤其是災害醫學的考試成績，較對照組有了明顯提高，兩組考試成績相比，差異有統計學意義（P＜0.05），詳見表1，圖1。

3討論

3.1現階段急診醫學教育面臨的問題。急診醫學是近20年來迅猛發展的一個涵蓋面廣泛的新興學科，其涉及面廣、涵蓋內容多，主要包括院前急救、院內急救、危重病醫學、創傷醫學、災難醫學、中毒醫學、急救醫療服務體系建立和管理等諸多內容[5]。隨著當今急診醫學的發展和新的教育技術不斷涌現，現階段急診醫學教育也面臨著一系列的問題（1）理論教學任務繁重，傳統教學無法充分激發學生的學習興趣。由于急診醫學涵蓋范圍廣，知識點多，常涉及臨床各個專業的急危重癥處理。傳統的教學模式多采用書面、幻燈片或視頻等進行講解，往往造成概念抽象，缺乏立體感，加之急診專業學習任務繁重，學習難度大，極大地影響了急診醫學生的學習積極性和學習興趣；（2）實踐教學資源有限，傳統教學無法滿足高素質急診醫學人才的培養要求。急診醫學教育要求學生必須掌握大量的急診救治技術，如心肺復蘇術、環甲膜穿刺術、外傷急救（通氣、止血、包扎、固定、搬運）技術、胸膜腔穿刺減壓術、心包穿刺術等多項急救技術，而上述技術的培訓需要反復、多次強化訓練，才能讓同學們真正掌握。反復的急救技能的培訓需要多次投入大量的人力和物力成本，這在時間和空間上都嚴重制約了急診醫學教學任務的實施。災難醫學救援培訓過程中，由于災難事件的不可復制性以及現階段教學手段無法全仿真模擬災難現場環境，急診醫學生無法熟練掌握在不同災難環境下的救援技能，這也嚴重制約著我國災難醫學救援人才的培養。除此之外，隨著日趨緊張的醫患關系和人們法律意識的增強，急診臨床實習特別是臨床操作技能培訓受到極大的限制，這也嚴重制約著急診醫學生的臨床實習。因此，亟需探索出適應當今急診醫學教育的教學方法，不斷提升急診醫學教育教學質量。3.2VR技術在急診醫學教育中的應用優勢。VR技術是近年來新興的一門信息技術，通過綜合運用立體式、高度仿真等方式，創建的一個與真實環境相似的全仿真三維虛擬世界，具有超強沉浸感、高互動性、自主性以及多感知性等特點。結合急診急診醫學教育面臨的問題，VR技術應用于急診醫學教育具有以下優勢：（1）寓教于樂式理論教學，激發學習興趣。VR技術可以通過構建虛擬實驗教學系統，將傳統的枯燥乏味的醫學理論教學模式轉變為帶有游戲性質的趣味教學模式，寓教于樂，極大地激發學生的學習興趣和學習潛能。針對急診常見癥狀，VR技術可以反復利用同一病例和場景，從不同的角度對可能的病因充分分析，并進行相應的處理。從臨床癥狀學、病因學、病理生理學、診斷學以及治療學等環節，充分融入到游戲的各個環節[9]。根據軟件自帶的反饋檢測裝置，學生能夠及時發現理論學習中存在的問題，并及時糾正，真正理解并掌握急診相關的理論知識并學以致用，能夠達到正確解決臨床問題的目的。VR技術將傳統的學生聽課理論教學模式，改為學生參與理論教學模式，并寓教于樂，可以充分激發學生的學習興趣，提升學習效率。（2）全仿真模擬技能培訓，提高培訓效果。由于時間和空間的限制，在現實環境中不能無限模擬類似火災、爆炸等高危險性復雜場景。而通過VR技術可以任意創造各種復雜環境，受訓者參與到特有的情境當中，真實還原和模擬現場操作流程，實現重大災難的模擬逃生、搶救、包扎、轉運、協調、指揮等演練，滿足在現實中不能給予的包括視覺、觸覺、聽覺的感官式體驗。VR技術可以最大程度模擬災難事故現場，既降低演練成本（可重復演練），又保證演練安全和真實感受，為受訓者帶來全新的體驗，極大地提升技能培訓效果[10]。（3）純虛擬仿真培訓場景，降低教學成本。VR技術通過設計高仿真純虛擬場景，借助相關設備，使受訓者產生等同真實環境感受與體驗。虛擬實踐教學設備可以重復使用，可以有效減輕培訓教師的勞動強度。同時，該設備無任何物理損耗，無需重復購置，可以最大限度節約教學資源，降低實踐教學的成本[11-12]。將VR技術應用于急診醫學教育，是適應當今急診醫學教學模式的有益探索。隨著VR技術的不斷發展以及硬件設備性能的不斷提升，虛擬教學與傳統教學將有機融合，并依據急診醫學教育自身的特點，以期探索出一條創新性的虛實結合的急診醫學教育新模式，并最終在構建高素質復合型急診醫學人才培養體系中，發揮更加重要的作用。

作者:劉筱 張錚錚 朱鋒輝 魏婧 姚愛明 燕憲亮 許鐵 單位:1徐州醫科大學麻醉學院 2徐州醫科大學附屬醫院急診醫學科 3江蘇省衛生應急研究所 4徐州醫科大學附屬醫院婦產科